【前言】“十三五”圓滿收官,“十四五”揚帆啟航。為了鼓勵廣大團員青年為“十四五”高質量發展建言獻策,充分調動團員青年參與企業管理、關心企業發展的積極性,營造人人愛企業、人人為企業的濃厚氛圍,為集團公司二次創業、做強做優匯聚青春智慧,集團公司團委組織開展了“青話高質量,建言十四五”征集活動。截至目前,全系統共征集論文704篇、金點子建議1735個。經過層層審核篩選,共推薦論文178篇、“金點子”建議481個參加終評。即日起,本欄目將陸續刊發部分征文建議。
一、序言
隨著2030年碳達峰、2060年碳中和的目標提出,預示著以太陽能光伏發電為主要推動力的新能源時代已經來臨。目前,世界上有很多國家正在把太陽能的開發利用作為能源革命的主要內容進行長期規劃,光伏產業已成為繼IT、微電子之后又一爆炸式發展的行業。
近年來,隨著我國對清潔能源需求的不斷增加,光伏產業受到越來越多的關注。“十三五”期間,我國光伏產業從“快速擴大”到“穩步增長”再到后期的下滑趨勢,即便光伏裝機因“補貼退出”等政策剎車出現了大幅波動,但從國家能源局最新統計數據來看,我國光伏產業已經提前實現“十三五”規劃的目標。據相關數據顯示,2020年年底,我國光伏裝機累計突破240.3GW,連續五年居全球首位。與此同時,海外市場的加速崛起也為我國光伏企業提供了市場,在彌補了國內裝機規模下降之余,也把光伏產業帶向新的高度。
伴隨“十四五”的到來,光伏作為較為成熟的太陽能利用技術,必將發揮越來越重要的作用,也亟需加速從補充能源向替代能源的角色轉化。
二、“光伏+”模式
我國光伏產業在“十三五”收官之際,走出了政策調整的低迷期,逐漸邁入平價上網時代;“十四五”期間,光伏產業將進入全面平價時代,實現真正的無補貼發展,這給光伏行業帶來壓力與挑戰。面對行業發展的機遇與挑戰,光伏產業不僅尋求主要設備(電池、電池組件、逆變器、跟蹤系統等)的技術突破,還應謀求在促進消納、多能互補、多場景協作、穩定并網等方面的創新。因此,“光伏+”的多能互補、多行結合、跨界融合,或將能為光伏產業指明一條新的發展模式。
(一)多能互補
進入平價時代,當補貼不再是制約因素時,光伏規模目標將很大程度取決于消納空間與穩定送出。除了跨區外送通道,利用“光伏+風能”“光伏+儲能”“光伏+制氫”“光伏+微電網”等多能互補有望成為一種常見模式。
太陽能和風能在時間上的互補性使得“光伏+風能”發電系統在資源分布上具有很好的匹配性,能夠提高可再生能源的綜合利用率。另外,儲能作為一項重要的、靈活的能量調節工具,可以快速精準的儲存電量,平緩短期的波動,消除最大負荷電量,幫助電網更好地融合風力、光伏發電,保證可再生能源發電的持續性,避免棄風棄光等現象發生。2020年來,河南、湖南、內蒙古、新疆、江西、安徽、山東、寧夏等多省已發布風光+儲能的相關政策,鼓勵并積極推進“新能源+儲能”的運行模式。此外,在港口、鐵路、公路等基建領域,也在積極推行“光伏+儲能”模式,未來也將大有可為。
隨著我國能源結構向綠色、低碳、可持續性加速轉型,氫能發展也迎來了機遇。雖然氫作為公認的最潔凈燃料,但不是所有的氫能制備過程都是“潔凈”的。目前,利用大規模的風電、光伏進行電解水制備氫氣的過程能夠實現零碳排放,減少化石能源消耗,提升電網消納能力,也可以實現新能源與煤化工、石油化工、的多聯產。此外,與常規的物理或化學儲能形式相比,氫能作為一種多元化的儲能載體,能夠靈活協調不同能源形式之間的關系。隨著“碳達峰、碳中和”時代的到來,“綠氫”將逐步成為“十四五”低碳發展的主題,“風光儲氫”產業將會進入快速發展階段。
(二)多行結合
雖然“十四五”期間光伏行業將迎來繁榮,但用地許可仍會是光伏項目建設的“主要瓶頸”。將農業、治沙、漁業、旅游等行業和光伏應用結合,能夠提高土地利用效率,實現上可發電、下可沙漠化治理、種植、養魚及與生態旅游相結合等的綜合開發模式。
集團公司積極推進多場景協作的光伏電站建設,2019年12月29日,集團公司首個水面漂浮式光伏電站北港長河10萬千瓦光伏項目成功并網發電,實現了集團公司系統以及湖南省大型水面漂浮式光伏“零”的突破。據測算,該項目預計平均年上網電量1.25億千瓦時,同比火電,每年可節約標煤4萬噸,減少排放二氧化硫721噸、氮氧化物1083噸、二氧化碳10萬噸,節約用水54萬噸,實現了“漁、電、旅游、環保、稅收”五豐收,為助推地方經濟發展、環境友好發展作出突出貢獻。
目前,頗具特色的“光伏小鎮”已在全國各地推行,尤其對于貧困地區,是一種多種能源循環利用、綠色零碳、天人合一發展模式,能夠實現綠色能源開發與經濟發展一體化建設。浙江秀洲區的光伏小鎮達總投資達170億元,它將焦點鎖定在技術創新上,集商貿、餐飲、旅游、休閑等生活性服務業一體,是目前國內最大的光伏特色小鎮。福建大田縣的光伏小鎮散落在縣下的各個村里,將“光伏+扶貧+旅游+特色產業”結合起來,得到了較好收益。
(三)跨界融合
光伏產業作為未來重要的能源形勢,必將影響著社會發展模式。光伏+電力體制改革有望在市場需求側也形成促進改革的強大動力,而光伏與互聯網和大數據結合,則可以促進能源行業和信息行業的跨界融合。
目前,國家與地方政策利好可再生能源發展,可再生能源配額機制、多能市場機制以及補貼政策已成為“光伏+”模式的重要推動力。此外,為貫徹國家“互聯網+”智慧能源戰略發展新格局和電力市場革命的決策部署,借助“大、云、物、移、智”等先進技術,面向智能制造、智慧供應、智能運維和增值服務等需求,構建“光伏云網”智能化服務體系,有望實現信息資源共享、能源優化配置以及全流程一站式服務,已成為智慧光伏建設的重點。
三、總結
在國家大力發展低碳綠色經濟的背景下,光伏行業發展進入了新階段。“光伏+”模式打開了跨產業融合發展的新途徑,通過與多種能源綜合利用、與各行業結合開發以及與社會發展模式變革結合,使得光伏產業更加智能、高效、經濟和環保,同時構建出更加多元的電力生產格局。
【作者簡介】
王麗杰,女,32歲,博士研究生,中國大唐集團新能源科學技術研究院有限公司運營監控支持中心,中級工程師,主要研究方向為智慧能源、新能源儲能技術。現已在Nano Letters、Chem. Eng. J.、Carbon、Energy & Fuels、工程熱物理學報、分布式能源等期刊發表論文20余篇,授權發明專利1項、實用新型3項,受理發明專利7項、實用新型2項,參與新能源領域國家、企業標準編制4項。在學期間獲國家級獎勵3項,作為研究骨干多次參與中國大唐新能源科技項目的申請與研究工作。
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